定子磁場定向無速度傳感器系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、本文以感應電機基于定子磁場定向的無速度傳感器控制為主要研究內(nèi)容，針對其中的幾個關鍵問題進行了深入的理論分析和研究，并且構(gòu)建了DSP(TMS320LF2407A)+CPLD 框架的硬件控制平臺，在此平臺上進行了感應電機按定子磁場定向的無速度傳感器矢量控制的調(diào)速實驗，從實驗結(jié)果看系統(tǒng)具有較好的調(diào)速性能，較寬的調(diào)速范圍。 磁鏈估算是無速度傳感器系統(tǒng)的核心問題。定子磁鏈估算相對于轉(zhuǎn)子磁鏈估算需要的電機參數(shù)少，因此，定子磁場定向的無速度傳

2、感器系統(tǒng)參數(shù)魯棒性強。本文詳細闡述了定子磁場定向技術(shù)的出發(fā)點和原理，深入討論了磁鏈和轉(zhuǎn)矩的解耦方法，建立了感應電機按定子磁場定向的無速度傳感器系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，并理論分析了電感參數(shù)對不同參考系下無速度傳感器系統(tǒng)的影響。 定子電流和電壓對定子磁鏈的估算有著直接影響。本文詳細論述了非線性形態(tài)濾波器的原理，并將其引入電流信號的濾波，實驗結(jié)果表明非線性形態(tài)濾波器在有效消除電流信號中正負脈沖干擾的同時很好地保留原有信號的特性，取得良好的濾波

3、效果。本文深入分析了死區(qū)效應的產(chǎn)生機理、死區(qū)對電壓基波分量和諧波分量的影響及其對電流波形的影響，提出了一種基于檢測功率管實際導通時間的死區(qū)補償和電機電壓直接檢測方法，利用檢測的死區(qū)補償時間進行死區(qū)補償可以有效地提高波形質(zhì)量，抑制諧波，同時檢測到的電機相電壓也具有較高的精度。 在定子磁鏈觀測方面，純積分器很容易導致輸出信號飽和與偏移，一階低通濾波器可以在一定程度上抑制飽和與偏移，但不可避免地引入了幅值和相位誤差。本文深入研究了帶反

4、饋補償積分器的工作原理、特性及其相關參數(shù)的選取原則，指出閾值固定的雙積分器可以有效抑制飽和與直流偏移，并且在低頻飽和狀態(tài)下可以完全補償幅值和相位誤差。將閾值固定的雙積分器應用于實際系統(tǒng)取得良好的定子磁鏈觀測效果。 在仿真條件逼近實際工況的仿真環(huán)境下進行系統(tǒng)計算機仿真可以為研究工作提供具有很強的實際指導意義。本文在具有半物理仿真特性的SaberDesigner 軟件下，建立了感應電動機基于磁場定向的無速度傳感器調(diào)速系統(tǒng)仿真平臺，在

5、此平臺上對按轉(zhuǎn)子磁場定向和定子磁場的無速度傳感器系統(tǒng)進行了深入研究和對比，并且通過仿真實驗研究了電機參數(shù)對上述兩種磁場定向無速度傳感器系統(tǒng)的影響。 理論分析和仿真實驗都表明無速度傳感器系統(tǒng)嚴重依賴于電機參數(shù)的準確性。 本文在借鑒其他學者研究成果的基礎上，提出了一種改進的感應電機參數(shù)的離線檢測方法。該方法結(jié)合SVPWM 調(diào)制方式，并引入了電流調(diào)節(jié)器，加快了參數(shù)辨識過程，增強了系統(tǒng)的安全性，利用離散快速傅立葉變換(DFFT)

6、計算電流電壓的有效值和功率因數(shù)，增強了系統(tǒng)的抗干擾能力。上述方法充分利用現(xiàn)有的軟、硬件條件，完全由系統(tǒng)自動完成，無需人工連線，非常適合于無速度傳感器系統(tǒng)，實驗結(jié)果具有良好的一致性和較高的精度。 感應電機參數(shù)會隨運行條件和環(huán)境的改變而變化，按定子磁場定向的無速度傳感器系統(tǒng)中，定子磁鏈的估算和定子電阻密切相關。本文提出了一種定子電阻閉環(huán)在線估計方法。該方法原理簡單、實現(xiàn)方便，仿真結(jié)果表明該方法可以很好地跟蹤定子電阻的變化，改善系統(tǒng)的